吕冬梅

（1.合肥工业大学 CIMS研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽交通职业技术学院，安徽 合肥 230051）

基于三菱PLC的RZU2000HM液压机远程监控系统研究

吕冬梅1，2

（1.合肥工业大学 CIMS研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽交通职业技术学院，安徽 合肥 230051）

介绍大型单双动薄板冲压液压机RZU2000HM液压机的应用背景，并根据其在实际生产过程的特点和需要，进行了远程监控系统的设计，最终通过三菱公司的PLC实现实际生产过程中RZU 2000HM液压机远程监控的目的.

冲压液压机；远程监控；PLC；计算机通讯

RZU2000HM型液压机是20000千牛快速单双动薄板拉伸冲压液压机，它是是通过液压驱动上下模具快速合模，使得金属薄板毛坯件发生永久变形，最终获得零件冲压成型的加工设备，其外观如图1所示.薄板冲压工艺具有尺寸精度稳定、加工成本低、生产效率高等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、军工、工程机械及家用电器等国民经济发展的重要领域.

图1 RZU2000HM型快速薄板拉伸液压机

目前用于薄板冲压的设备主要有液压机和机械压力机，在需要深拉伸力和大拉伸力时机械压力机很难满足要求[1].如今，各种原理应用于普通数控机床故障诊断的比比皆是，比如基于CAN总线的故障诊断以及基于VB的分布式数控机床远程监控与诊断系统研究[2]、基于匹配滤波模型神经网络在数控机床故障诊断中的应用[3]，而应用于快速薄板拉伸液压机的很罕见，本文就大型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控进行说明.

1 系统设计

1.1 系统设计原理

RZU2000HM型液压机的远程监控是利用以太网网络广域连接于客户正在使用的薄板冲压液压机上，对该机的各个信号进行检测，以判断此液压机的故障所在，并根据具体情况进行在线或离线修复，系统采用广域网络或即连式网络连接技术，可在以太网所达地域进行服务.本项目选择三菱公司的PLC作为与计算机通讯的设备.

1.2 三菱公司的PLC与计算机通讯

为了满足PLC的网络化要求，几乎所有的PLC为可编程控制器开发了与上位机通讯的接口或专用通讯模块.在小型PLC上设有RS485通讯接口；在中大型PLC上都设有专用的通讯模块. PLC与计算机之间的通讯正是通过PLC上的RS422或RS232C接口和计算机上的RS232C接口进行的.PLC与计算机之间的信息交换方式，一般采用字符串、双工或半、异步、串行通信方式.因此，凡具有RS232C口并能输入输出字符串的计算机都可以用于和可编程控制器的通讯[5].

1.3 三菱公司PLC远程监控系统结构

目前，三菱公司PLC应用较为广泛，其远程监控系统结构如图2所示，操作计算机通过自动拨号和广域网，实现与RZU2000HM型冲压液压机的远程控制.

图2 三菱公司PLC远程监控系统结构

2 三菱公司的PLC网络结构

三菱公司PLC网络继承了传统的MELSEC网络，并在性能、功能、使用简便等方面更胜一筹.其Q系列PLC提供层次清晰的三层网络，针对各种用途提供最合适的网络产品，应用广泛.其网络结构如图3所示.

2.1 信息层/Ethernet（以太网）

信息层主要是在PLC、设备控制器以及生产管理用PC之间传输生产和质量管理信息及设备的运转情况等数据，Ethernet能连接windows系统的PC、UNIX系统的工作站及各种FA设备,Q系列PLC系列的Ethernet模块具有因特网电子邮件收发功能，便于用户构建远程监视管理系统.

2.2 控制层/MELSECNET/10（H）

控制层是PLC、CNC等控制设备之间方便且高速地进行处理数据互传的控制网络.MELSECNET/10以良好的实时性、简单的网络设定、无程序的网络数据共享概念，以及冗余回路等特点获得了很高的市场评价.

2.3 设备层/现场总线CC-Link

设备层是把PLC等控制设备和传感器以及其他设备连接起来的现场网络.采用CC-Link现场总线连接，布线数量大大减少，提高了系统可维护性.而且，除了ON/OFF等开关量的数据，还可连接ID系统、人机界面、变频器、条形码阅读器等智能化设备，除了各种数据的通信，还可以实现终端生产信息的管理.在Q系列PLC中，CC-Link的功能更好，使用更简便.

三菱的PLC网络进行通信时，可进行跨网络间的数据通信和程序的远程监控、修改、调试等工作，无需考虑网络的层次和类型.MELSECNET/10 (H)和CC-Link使用循环通信的方式，周期性自动地收发信息，无需专门的数据通信程序，只需简单的参数设定.Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/10(H)、CC-Link网络，可以在GX Developer软件画面上设定网络参数，简单方便.另外，Q系列PLC还支持PROFIBUS、Modbus、DeviceNet、ASi等其它厂商的网络，还可进行RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通过数据专线、电话线进行数据传送等多种通信方式.

图3 三菱公司的PLC网络

3 结论

有关RZU2000HM型快速薄板拉伸液压机远程监控技术方面，重点研究内容为：（1）远程监控系统实验平台的搭建；（2）联机实验的完善；（3）远程监控系统硬件系统、软件系统的开发.

机械设备的远程监控系统是通信技术、计算机科学与故障诊断技术相结合的一种设备故障诊断模式.远程监控系统的诊断对象是工业现场的RZU2000HM型快速薄板拉伸液压机，网上传输的信息是设备运行的状态信息.本项目致力于开发实验平台验证远程监控控制器可靠性，并最终和RZU2000HM型快速薄板拉伸液压机进行联机实验.确保准确传递检测信息，较好地连接各监测设备，使诊断更可靠、有效，为类似的机械设备的故障诊断提供理论参考.

〔1〕李贵闪，何晓燕，荣兆杰.我国液压机行业的现状及发展 [J].锻压装备与制造技术，2006（04）：17-19.

〔2〕陈伟，杨俊宇.基于VB的分布式数控机床远程监控与诊断系统研究[J].组合机床与自动化加工技术，2004（8）：20-21.

〔3〕宋刚，胡德金.基于匹配滤波模型神经网络在数控机床故障诊断中的应用[J].上海交通大学学报，2003，37(S2)：1-5.

〔4〕李海军，陈庆华.大型数控液压机远程诊断可视化系统[J].机械设计，2006（8）：56-57.

〔5〕初航.三菱FX系列PLC编程及应用[M].北京：电子工业出版社，2011.21-47.

〔6〕李江全.三菱PLC通信与控制应用编程实例[M].北京：中国电力出版社，2012.16-36.

〔7〕李正军.现场总线及应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

TH-39

A

1673-260X（2014）04-0037-02

国家重大科技专项项目（2012ZX04001-021）和安徽省自然科学基金项目（KJ2013B069）